基于Agent的航天测控资源调度问题建模分析

为了研究航天测控资源调度与优化问题,需要建立问题的标准化描述模型.通过对航天测控工程需求的分析,明确了与航天测控资源调度有关的各仿真对象定义及测控调度过程,并指出了需要考虑的规刖和约束.采用基于Agent技术的对象属性、交互、规则、状态的描述方法,建立了可扩展的航天测控资源调度问题中各时象描述模型和资源分配过程模型.通过一个实例验证了该建模分析方法的可行性.     

卫星地面站测控资源调度CSP模型

研究了测控系统资源调度问题的描述与建模问题.在系统阐述综合航天测控网资源调度中涉及的资源、任务、事件、约束基础上,使用变结构半环CSP模型,描述测控调度中涉及的事件窗、时间约束、状态约束、周期性任务、抢先式任务、变长任务等硬、软约束,提出处理任务优先级和不确定性因素的途径.提出的模型对测控系统效能评价及资源调度算法研究也有一定的参考价值.     

航天测控资源调度问题建模与求解研究综述

航天测控资源调度为测控方案决策和航天测控资源网络建设提供支持,具有重要的研究意义。介绍了航天测控资源调度问题的分类和解决流程。分析了该问题的建模方法及其相关的目标函数设计、约束条件分析、优先级确定等关键技术。归纳了该问题的求解算法和冲突消解方法,对主要算法分类进行了评述。总结了航天测控资源调度效果评价的主要研究内容。综合分析了航天测控资源调度问题的研究发展情况,并结合发展需求,分析了相关技术的研究方向。所做的工作对航天测控资源调度问题研究具有很好的理论参考意义。     

航天测控调度模型及其上界求解算法

通过分析航天测控调度问题的测控需求,建立了航天测控调度0-1整数规划模型,运用拉格朗日松弛方法对模型中的任务约束和设备约束进行了松弛,运用次梯度优化算法求得了拉格朗日对偶问题的上界.最后,通过对两个场景的试验分析,证明了次梯度优化算法所得上界的有效性.     

引入微元法思想的混合测控资源联合调度方法

针对混合测控资源联合调度中存在的资源属性繁多、偏好差异大以及可能出现的调度弧段冲突等问题,借鉴单体制测控网调度研究中的任务需求描述方法,对混合测控任务需求的特点进行分析,给出其任务需求的规范化描述.以测控调度收益值最大为目标,建立混合资源联合调度模型;引入微元法思想,提出了可用弧段扩展复用方法,以此为基础提出了基于改进...     

面向复杂关联测控需求的冲突规避调度算法

对卫星测控资源调度问题的现状进行了分析, 根据现有场景、需求和任务建立了目标约束满足模型。在系统阐述测控资源、可见弧段、任务需求的基础上, 考虑到测控任务需求间复杂的相互关联关系, 提出了一种基于任务冲突规避的测控资源调度算法。相比其他传统方法, 该算法考虑了全局任务对资源的需求和任务间复杂的关联性, 引入了可行解接受度函数, 避免了传统启发式算法过分贪婪的缺点。实验结果表明, 该算法应用于大规模测控任务资源调度时, 能有效提高任务调度的成功率。     

卫星观测联合调度问题的VRP与JSP模型

针对一类具有车辆路线和加工调度混合特征的卫星观测联合调度问题，对车辆路线和加工调度两类常见的优化问题模型及其求解技术进行了比较研究，探讨了两类模型的相互转化形式及模型特征与求解技术问的相互关系，在此基础上，给出了一种可行的卫星观测联合调度问题的建模方式，并利用约束规划工具软件进行了实现。与其它形式模型的比较表明，所建模型的求解效率和质量更适合大规模卫星调度问题的实际应用需求。     

基于IP-ACO算法的航天器测控资源调度技术

采用多目标蚁群优化算法对航天器测控资源调度问题进行研究。在分析中低轨道航天器测控特点的基础上,综合考虑包括测控时间窗口约束和设备切换时间约束在内的多类复杂约束条件,建立多目标航天器测控资源调度模型。在Pareto蚁群优化算法的基础上,引入蚁群社会中的分工协作思想并构建测控任务时间约束有向图,设计基于任务选择期望的状态转移规则和基于自适应网格技术的权重更新策略,从而提高算法求解性能。仿真实验结果表明该方法能有效解决多目标航天器测控资源调度问题。     

面向需求的航天测控资源调度算法

针对如何调度测控资源以满足航天器的长期管理阶段测控需求的问题进行了研究。分析了长期管理阶段需求的特点及对调度过程的影响,建立了测控任务模型,给出了测控需求满足程度的计算方法。在此基础上,设计了面向需求的航天测控资源调度算法,能够较好地保证卫星的测控需求得到满足。通过仿真算例验证了所提算法的有效性。     

面向对象Petri网离散制造系统生产调度建模研究

将面向对象技术与Petri网结合作为建模工具,针对离散制造业的研究现状及其生产调度特点,进行离散制造系统生产调度建模;选用满足交货期的成本最低原则作为调度目标,运用最优化方法进行目标优化.通过对FMS的建模及目标优化,证明利用该方法建模能准确反映生产调度的加工路径及其资源约束,将复杂系统高度抽象,模型易于扩展.     

单测控站测控任务可靠性仿真的高效方法

Markov模型及其直接仿真法在评价单测控站条件下的测控任务可靠性时都存在计算 复杂性的问题. 将强制法与失效偏倚法相结合, 用于测控任务可靠性的仿真. 在出现初始状态的情况下使用强制法将下一状态的发生时间限制在任务时间内, 在其它非吸收状态下使用失效偏倚法提高失效转移发生的概率, 并通过似然比将结合强制法与失效偏倚法得到 的仿真样本还原为测控任务不可靠度的无偏估计量. 证明了结合强制法和失效偏倚法的方差相对直接仿真有量级上的缩减, 能保证仿真结果相对误差的有界性. 通过实例验证了结合强制法与失效偏倚法的正确性与高效性, 能有效地解决单测控站条件下测控任务的可靠性仿真.     

一种脉冲超宽带测控信号及其性能分析

将脉冲超宽带技术应用于航天测控系统,可大大提高测控信号的安全性。对测控信号形式的选择是脉冲超宽带测控系统中首先要考虑的问题。将目前常用的两种脉冲超宽带信号形式相结合,提出了一种同时对脉冲进行幅度调制和位置调制的混合调制脉冲超宽带测控信号。利用对数正态阴影衰落模型分析了信号的传输性能,利用模糊函数分析了信号的测量性能,同时针对阻塞式噪声干扰,分析了信号的抗干扰性能。仿真结果表明,混合调制脉冲超宽带测控信号具有良好的传输性能、测量性能和抗干扰性能,是一种较理想的脉冲超宽带测控信号形式。     

航天测控通信系统可靠性分析的改进Krylov投影算法

基于Markov模型对航天测控通信系统进行可靠性分析的过程中,若系统中测控通信设备数量较多,模型中的状态空间随设备数量呈指数增长,将会导致数值计算困难。提出了一种基于改进Krylov子空间技术的可靠性分析方法,该方法利用Arnoldi过程构造正交基,并采用了类似于常微分方程求解的差分递推形式。分析了算法的局部截断误差,提出了算法迭代步长的计算公式。实验结果证明,改进的Krylov子空间方法简化了问题复杂度,提高了测控通信系统的可靠性分析效率和精度。     

基于混合蚁群优化的天地一体化调度方法

天地测控资源一体化调度问题是一个典型的大规模组合优化问题,优化过程极其复杂,采用单一优化机制的传统蚁群算法求解这类问题时,存在求解效率低且求解性能差的缺陷。鉴于此,提出了采用两种不同融合策略的新型遗传蚁群优化方法(genetic ant colony optimization hybrid algorithm, GA-ACO)求解问题。该方法利用遗传算法的快速搜索、群体性能等优势生成初始蚁群信息素分布,提高了蚁群算法由于运行初期信息素更新较慢导致的较低求解效率和后期早熟引起的较差求解质量。仿真结果表明,相比于基本蚁群算法和遗传算法,混合蚁群算法的寻优性能更好,求解效率更高,更适合解决天地测控资源一体化调度问题。     

Design and realization of a novel multitask TT&C operation pattern

With the sharp increase of China's in-orbit spacecraft and the constraint TT&C resources, a mathematical model for optimal TT&C resource allocation is proposed, and the TT&C facility remote monitoring function is designed to achieve the multitask operation pattern under the unified management of the network management center. With this pattern, the TT&C network management and the spacecraft management are separated, which is quite different from the previous pattern. Further, a novel spacecraft TT&C technique based on spacecraft control language is developed, and the telecommanding pattern is designed to address the spacecraft operation problems. The engineering application shows that this pattern fundamentally improves the TT&C network capability, increases the resource efficiency, and satisfies the efficient, accurate, and flexible operation of spacecraft.     

航天测控任务可靠性的混合分析方法

二元决策图（binary decision diagram, BDD）方法和直接仿真法在评估测控资源规模大、阶段任务多的测控任务的可靠性时都存在局限性。从分析单个阶段任务的可靠性损失量出发,提出一种测控任务可靠性分析的解析模型,并基于强制法快速获取解析模型所需的输入数据。通过案例,验证了混合式分析法相对BDD方法和直接仿真法在时效性上的优势。这种结合解析模型与快速仿真法的混合式分析方法为解决测控资源规模大、阶段任务数量多的测控任务可靠性的评估问题提供了可行的手段。     

船载统一S频段测控系统目标仿真器

船载统一S频段(USB)测控系统是我国航天测控网的重要组成部分,该目标仿真器是根据海上航天测控任务系统检验、联试的需要而提出的。论文明确了目标仿真器的功能与组成,对各单元的设计和实现进行了详细介绍。给出了海上动态环境下测控目标轨迹的仿真生成方法,阐述了动态目标距离、速度、角度模拟的原理和实现技术途径。该目标仿真器的应用提高了航天测控联调、演练和训练水平,可推广应用于我国航天测控领域各套统一微波测控系统中。     

固定多波束扩频测控信号同步实现技术

针对固定多波束扩频测控信号同步和波束扫描问题,提出了一种快速同步及波束扫描实现方法。该方法通过时分复用结构的部分相关匹配滤波和延迟锁定环,可实现大频偏情况下的快速伪码同步,剥离伪码后的信号经去调制处理后,结合基于快速傅里叶变换的前向频率估计和判决反馈锁频锁相环,实现跟踪阵列波束载波同步及波束切换过程中跟踪阵列波束及切换阵列波束的同时跟踪。仿真结果表明,该实现方法能满足高动态多波束扩频测控信号快速同步、快速扫描和切换过程连续解调的要求。